마이크로소프트(MS)가 공개한 마이크로플루이딕스(microfluidics) 냉각 기술 시험판./MS 홈페이지 캡처

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마이크로소프트(MS)가 ‘전기 먹는 하마’로 불리는 인공지능(AI) 데이터센터 운영 비용을 낮추기 위해 새로운 냉각 시스템을 개발한 것으로 나타났다. 그동안은 칩 외부에 판을 설치해 냉각수를 흘려보내는 방식으로 AI 데이터센터의 발열 문제를 잡아 왔는데, MS는 칩 표면에 냉각수를 흘려보내는 기술을 개발한 것이다.

24일 업계에 따르면, MS는 최근 마이크로플루이딕스(microfluidics) 냉각 기술 상용화를 준비 중이다. 마이크로플루이딕스란, 머리카락보다 얇은 마이크로미터(μm) 유체를 다루는 기술을 의미한다. 후삼 알리사 MS 시스템 기술 총괄은 자사 홈페이지를 통해 현재 마이크로플루이딕스 냉각 기술을 시제품에 적용되고 있다고 소개했다. 알리사 총괄은 “이 기술이 오피스 클라우드 애플리케이션용 서버 칩과 AI 연산을 담당하는 GPU(그래픽처리장치)에 적용됐다”라고 했다.

◇ ‘전기 먹는 하마‘ AI 데이터센터, 발열 잡아 전력 소모 줄여야

AI 데이터센터는 생성형 AI 모델 학습 등에 필수적인 GPU와 TPU(텐서처리장치)를 수용하고 운용하는 공간이다. 최근 빅테크들이 너도나도 생성형 AI 사업을 확장하면서 AI 데이터센터 설비를 추가 구축하고 있다. MS 역시 지난 1년 동안 2기가와트(GW) 이상의 설비 용량을 추가한 것으로 나타났다.

AI 데이터센터는 ‘전기 먹는 하마’로 불릴 정도로 전력 소모량이 많다. 수만 개의 칩이 동시에 돌아가면서 발열되기 때문이다. 업계에 따르면 AI를 활용하는 초대형 데이터센터의 전력 소모량은 100MW(메가와트) 규모로, 약 5만가구가 사는 도시 전체가 소비하는 전력량과 비슷하다. 칩을 식히는 데만 전체 전력의 30~40%가 소모되는 것으로 알려졌다. 국제에너지기구(IEA)는 전 세계 데이터센터의 전력 소모량이 2030년까지 현재의 2배 이상인 945테라와트시(TWh)에 이를 것으로 전망했다.

◇ “콜드 플레이트, 5년 안에 한계”… 신기술 내놓은 MS

현재 IT 업체들이 대부분 사용하는 냉각 방식은 ‘콜드 플레이트(냉각판)’ 시스템으로, 서버에 판을 부착해 냉각수를 흘려보내면서 열을 식히는 방식이다.

MS의 마이크로플루이딕스 기술은 기존 냉각 시스템에서 나아가 칩 자체에 냉각수를 흘려보낸다. MS에 따르면 마이크로플루이딕스는 칩 뒷면에 미세한 길을 새겨 냉각수가 흐르도록 해 열을 식힌다. 또 AI를 활용해 칩의 고유한 열 패턴을 파악하고, 냉각수를 정밀하게 분사하도록 설계했다고 한다.

MS는 자사 홈페이지를 통해 마이크로플루이딕스가 기존 방식보다 3배 효과적이라고 전했다. 기존 콜드플레이트 방식은 열을 간접적으로 식히기 때문에 시간이 오래 걸렸지만, 마이크로플루이딕스는 칩 자체에 냉각수가 닿는 만큼 빠르게 열을 식힐 수 있다는 것이다.

MS는 “칩이 세대를 거듭할수록 성능이 강력해지지만 동시에 발열도 커진다”라며 “앞으로 5년 안에 콜드 플레이트에만 의존한다면 한계에 부딪히게 될 것”이라고 설명했다.

윤예원 기자(yewona@chosunbiz.com)

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